Профессор Джованни Баронтни из Бирмингемского университета разработал экспериментальную платформу, которую он характеризует как «мини-Вселенную», предназначенную для проверки фундаментальных концепций о природе темпоральности.
В основу исследования легли теоретические изыскания в области квантовой гравитации, в частности — уравнение Уилера–ДеВитта. Согласно этой концепции, время не является первичной физической величиной: Вселенная представляется как целостное квантовое состояние, лишенное внешних часов, а субъективное ощущение течения времени рождается из внутренних взаимосвязей между её составляющими.
В ходе эксперимента учёные создали облако из 24 000 атомов, охлажденных до температур, лишь на доли миллиардной градуса превышающих абсолютный нуль. Эта замкнутая «мини-Вселенная» была изолирована от внешних воздействий и разделена при помощи лазерных лучей различной частоты на две зоны: наблюдаемую («яркую») и скрытую («тёмную»).
В «ярком» сегменте атомы демонстрировали ритмичное расширение и сжатие, что визуально и физически перекликается со сценариями «Большого взрыва» и «Большого сжатия». Удивительно, но хронологию этих процессов удалось восстановить исключительно за счет внутренних данных системы, полностью отказавшись от внешних хронометров.
Ключевой вывод исследования состоит в том, что «течение времени» в изолированной системе напрямую коррелирует с ростом энтропии — хаотичности распределения частиц. Баронтни ввел термин «энтропийное время», объясняя, что «движение вперед» происходит в моменты перераспределения атомов между зонами, тогда как стагнация системы означает её временную остановку.
Баронтни отмечает парадокс: в квантовой гравитации время не задано априори, однако в макромире мы наблюдаем его линейное течение. Эксперимент стал первым контролируемым доказательством того, что время является производным от внутренних изменений системы, а не универсальным внешним параметром. Более того, исследователям удалось адаптировать уравнение Шрёдингера так, что оно эффективно описывает динамику квантового состояния через призму энтропийного времени.
Данная работа закрывает важный пробел в квантовой космологии, позволяя установить строгую последовательность событий в условиях отсутствия внешнего параметра времени. «Мини-Вселенная» наглядно демонстрирует, что фундаментальные законы квантовой механики остаются верными даже при таком переосмыслении временной шкалы.
В будущем такие экспериментальные системы могут стать мощным инструментом для изучения ранних этапов развития космоса и процессов квантовой гравитации. Они открывают путь к моделированию масштабных явлений — от физики зарождения Вселенной до процессов, протекающих внутри чёрных дыр.
Источник: iXBT
